[发明专利]双馈电机变频调速系统的直流母线电流控制系统

说明书

本发明公开了一种双馈电机变频调速系统的直流母线电流控制系统，具有较高的稳态性能，并且在不改变电网功率因数的条件下降低系统的直流电流，从而增加系统寿命。该系统包括机侧变流器，网侧变流器，机侧滤波器，网侧滤波器以及直流电感器。机侧滤波器连接在双馈电机的控制绕组和机侧变流器之间，网侧滤波器连接在三相交流电源与网侧变流器之间，机侧变流器与网侧变流器相连接并且直流电感器连接在机侧变流器的机侧发射极与网侧变流器的网侧集电极之间；而且，双馈电机的功率绕组被接入三相交流电源。该方法包括双馈电机的控制绕组提供励磁使得所述机侧电流降低并且所述网侧电流增大，所述控制器控制所述机侧电流等于所述网侧电流。

技术领域

本发明涉及异步电机，特别涉及一种基于电流源变流器的双馈电机变频调速系统的直流母线电流控制系统。

背景技术

目前市场上的双馈电机变频调速系统使用的变流器多为晶闸管变流器或者电压PWM变流器，但是这种变流器的电路拓扑结构存在局限性，这种局限性表现在：不易实现多个变流器的并联，从而变流器的总容量受限；短路保护不灵敏；和电压穿越能力欠佳。电流源变流器包括并联的RB-IGBT开关器结构，逆阻型开关器RB-IGBT本身具有较高的开关频率，从而这种电流源变流器具有较小的感抗和容抗，能实现更快的动态响应。

因此，对于采用电流源变流器的双馈电机变频调速系统，由于电流源变流器自身的结构特性，还希望提出一种能够有效增加该系统稳态特性、增加系统寿命的有效控制方法。

发明内容

在本发明中，本发明提供了一种基于电流源变流器的双馈电机变频调速系统的直流母线电流控制系统，通过控制电机定子与网侧变流器交流侧之间的无功环流，令双馈电机的定子绕组提供一部分励磁，使得所述机侧电流降低并且所述网侧电流增大，从而将该系统的直流母线电流将至最小值，以减小系统损耗。

为了达到上述目的，提供一种双馈电机变频调速系统的直流母线优化控制方法，所述双馈电机变频调速系统包括：

双馈电机以及与所述双馈电机的转子相连的机械负载；

机侧变流器，与所述双馈电机的控制绕组相连；

机侧滤波器，连接在所述机侧变流器的交流侧端口并且位于所述双馈电机的与所述机侧变流器之间；

网侧变流器，与所述机侧变流器相连并且接入交流电网；

网侧滤波器，连接在所述网侧变流器的交流侧端口并且位于所述交流电网与所述网侧变流器之间；

直流电感器，连接在所述机侧滤波器与所述网侧滤波器之间；

所述双馈电机的功率绕组直接接入所述交流电网；

控制器，其输入量为系统测量单元得到的电气信号，通过本专利提出的控制算法，输出机侧变流器和网侧变流器所需的PWM驱动信号，用于控制所述机侧变流器的机侧电流与所述网侧变流器的网侧电流，机侧变流器和网侧变流器均是电流源型变流器。

本专利提供了一种基于电流源变流器的双馈电机变频调速系统的直流母线电流控制系统，通过控制电机定子与网侧变流器交流侧之间的无功环流，令双馈电机的定子绕组提供一部分励磁，使得所述机侧电流降低并且所述网侧电流增大，从而将该系统的直流母线电流将至最小值，以减小系统损耗。

优选的，所述机侧变流器使用定子磁链定向的矢量控制方法，用于实现对定子有功和无功的解耦控制。

优选的，所述网侧变流器使用电网电压定向的矢量控制方法，用于维持直流电流恒定。